微電子專業特別難學嗎？

2020-06-05知識

20世80 90年代國內基本沒有IC設計專業，那時候的微電子學，偏向物理，講的都是半導體相關理論，重點是半導體物理，半導體器件，晶體物理，半導體化學，同時學些簡單的電路相關知識。但大部份畢業都幹工藝和建模的工作。

後來IC以及電腦發展迅速，微電子相關的專業和電腦以及硬件描述語言緊密性越來越大，為了適應時代，很多高校加入了其他有關，弱相關的課程，比如微控制器，C語言，通訊原理，訊號與系統，介面技術，傳感器，電磁學等等，導致學生們覺得啥啥都學一點，然後啥啥也不太明白，啥啥都能幹似的（電腦，電子資訊工程，通訊，影像處理等）。

集成電路專業是最近10年才設立的。現在微電子學偏向工藝和建模，集成電路偏向電路設計。國家為了發展集成電路，已經將它設立成一級學科了。

一般情況下集成電路也開半導體類課程。這些學的好讓你對電路裏的有元器件理解的更深入。掌握的不太紮實也不妨礙你設計電路。

目前比較火的方向，薪資比較高的是電路設計，電路設計又分數碼電路設計，模擬電路設計。模擬裏按照頻率高低又分射頻電路設計和微波電路設計。數碼電路是用verlog語言設計，呼叫基本庫，按照邏輯實作某功能。這裏更重要的是架構層面的設計。訊號的不同處理方法非常影響速度。那麽你設計的數碼電路能不能實作邏輯功能，可以在FPGA裏驗證這叫專用集成電路設計。當然也有直接用FPGA開發的，只不過速度有影響。數碼IC由於軟件和硬件的緊密結合，出現了AI芯片設計，迎來新的發展，不過側重點依然是架構。現在很多通訊協定需要在數碼IC裏燒進去，所以需要了解電子資訊和通訊相關專業的一些專業課，會和各種軟件打交道，這非常容易和CS混淆。然後覺得自己能轉CS。其實這塊內容，CS和微電子界限已經模糊，有大面積交叉，較大的區別是IC要流片，CS是和演算法打交道。純牌的電腦專業，比如網頁開發，軟件開發，系統開發，職業焦慮大，門檻低，競爭激烈，職業和薪資天花板也低，沒法和電路設計pk的。但計算科學目前薪資和門檻高，電路設計無法和它掰手腕，不過壓力大，因為CS發展快，需要不停的提高自己。

模擬電路設計主要就是各種運算放大器，帶隙基準，DC/DC轉換，AC/DC轉換，電源管理電路。模擬IC發展年份較久，形式比較固定，不過想設計好，需要的是多年的工程經驗。因為不同廠商給的PDK也就是器件模型，完全不同，同樣結構，同樣參數，效能完全不一樣，這就需要多年的經驗最佳化電路參數。薪資還可以，較大眾型的數碼IC高些，不如新型的人工智能IC。職業焦慮較低，40 50還在做設計的不少，有個10年 8年設計經驗可以吃好些年老本。不過現在專用模擬IC設計也多了起來，所以吃老本的可能會危險，還得需要真正明白如何設計，而不是靠經驗，做簡單的國產化替代。

高頻電路設計主要設計LNA，PA，MIXER，VCO等。這裏設計考慮主要是各種寄生參數，阻抗匹配等。這部份目前國內短板較大，人才缺口多。設計難度比模擬的難，對設計經驗要求更高，它不僅考慮模擬IC的工藝改變問題，也要考慮高頻獨有的問題。所以這個職業焦慮更小，但門檻最高，套用範圍相對窄。不過萬物互聯時代，高頻電路設計人員需求會多起來，但就怕TOP3企業把其他都吃抹幹凈。

再回到工藝和建模上。分標準矽基和三五族工藝和建模。標準矽基龍頭是台積電，大陸是中芯國際。這部份高端人才需求不多，本科生可以去，但薪資不高。高端人才可以去中科院和中電13所為主的有自主三五族工藝產線的這種地方。薪資待遇不錯，職業焦慮低，畢竟這方面人才更少，職業天花板高。尤其中國提出集成電路彎道超車，主要指的是三五族集成電路，甚至石墨烯，碳化矽等，涉及到國之重器，值得深入研究，但工程化，產業化，可能需要10年左右時間，甚至再長。

除了這兩個主流，還有其他外圍，可靠性分析，訊號完整性分析，封裝測試等，薪資較設計和高端建模差一些，不過也好過傳統工程專業。

總結：題主感覺難，因為一，學的東西相互不連貫，比較雜，讓人感覺雲裏霧裏。二，就業方向多樣，相互之間關聯性不大。三，不知道自己將來規劃方向，無從下手。四，不同課程不同思維。有工程思維，如模擬電路，有理科思維，如晶體物理，有工程和理科思維相結合的，如半導體工藝，所以難適應。五，和其他專業總有些關聯，如電路與系統，電子資訊相關專業等，導致感覺需要學的東西特別多。

微電子想要有滿意薪資，門檻是較高的，碩士起。本科基本只能從事外圍工作。碩士之間比較，薪資不如計算科學，金融，但比傳統電腦專業好，也好過傳統工程專業。職業焦慮低於電腦專業，職業天花板根據從事工作有高，有低。

寫的倉促，不對的地方歡迎評論區指正，認真探討。

謝謝評論區提醒。的確忘記了兩塊重要大方向。ADC，DAC這塊數模混合電路設計，中國短板也很明顯，人才也少，門檻很高，能設計出高精尖ADC，DAC的人絕對可以橫著走。光纖通訊目前也非常火。探測這塊集中在工藝，和物理緊密度高，後續處理電路對電路設計要求高。

還有CMOS影像處理，LED/OLED驅動和觸摸響應等。這塊目前國內還沒有產品，是空缺，掌握在日本和台灣公司。這部份要求數模混合電路設計能力，以及光電子技術這樣的交叉學科相關課程背景。

2021.3.12日更。

屁乎屁點事就禁言，吐個槽先。

既然問的是難不難學，那就推薦推薦相關教材，感覺教材還是很重要的。

模擬集成電路常見的國外教材有三本：拉紮維（razavi）的【模擬CMOS集成電路設計】，艾倫(allen)的【CMOS模擬集成電路設計】和格雷(gray)的【模擬集成電路設計】。看過拉紮維和格雷的，艾倫的沒怎麽看。個人感覺拉紮維的這本書不太適合國內學生，過於培養直觀感覺，當然對於這方面直覺敏感的可能是本好書。格雷的書，CMOS和晶體管放一起分析，看著有點費勁，不過挺適合國內學生的，因為公式多，推導詳細，缺點是很難有直觀認識（拉紮維的好處體現出來了）。艾倫的適合有一定基礎的人看，它強調宏觀層面的，會讓各個模組有更好的理解。除了這三本，還有sansen的模擬集成電路設計精粹，點到為止型的，難度又高一些，封面如下，中文版是紅色的，

還有本書，【CMOS模擬集成電路：版圖，設計】（大概這樣的名字），寫的很詳細，適合入門，英文版封面是這樣的，作者是R. JaCOB Baker

除了這幾個，拉紮維出了一本模擬集成電路設計基礎，國內目前沒有轉譯，我覺得這本書寫的非常好，很基礎，很適合入門，有點像童詩白的模擬集成電路，但用的是MOS器件，還有配套的課後習題，我看到的是手寫，印出來的版本。

順便吐槽下國內大部份模擬教材，過於偏向電子資訊方向，只是告訴你模擬咋回事，但沒有過多強調電路設計，而且內容不夠完整，不太適合學微電專業。記得清華微電本科用的拉紮維模擬CMOS，碩士用sansen的，會把基礎打的比較牢。而本科用童詩白，然後碩士再看我說的那幾種，對微電來說不太好，碩士的寶貴時間都用來啃基礎內容了。

要下車了，下次繼續更其他教材。

等車ing，更一波***2021.4.13

都是手機輸入的，手頭沒別的資料，根據經驗寫的，後期有空的話補上相關教材首頁甚至pdf文件。對了，模擬清華的池保勇教授出了一本模擬集成電路（書名略有出入），還沒有看，有興趣的可以買一本看看哈，最好評論裏可以點評一下。

射頻相關教材，第一個肯定是大名鼎鼎的杜文李的【射頻CMOS集成電路】，號稱射頻領域聖經。這本書對無源器件Q值，四埠雜訊模型，功耗約束條件下的LNA設計講的很詳細，仔細研讀肯定受益匪淺。還有其他東西，比如展頻技術，偏置電路設計等好多內容，等你看過其他教材或者文獻在看這本書就會驚奇的發現本書都有提到，在書中的某個不起眼地方。別的教材還有拉紮維的【射頻微電子】，國內轉譯版只是非常小部份，原版內容還是很全的。其中混頻器，頻分器，片上電感，和系統概述性部份我認為講的很好，當然也是沿襲了他一貫風格，公式推導過於簡潔，有些公式需要一定悟性。除此之外還有【射頻電路工程設計】，這本書有很多工程經驗值得借鑒，尤其寬頻設計方法非常贊，還有功率和電壓的深入分析也非常好。單獨的功放書還是很多的，感覺寫的比較好的是【射頻功率放大器】（國內轉譯版是黃色封皮，清華大學出版社的）值得仔細看。

車來了，88

2021.5.19更

微波領域，推薦MIT 大神pozar 的【微波工程】，值得慢慢啃。由於微波領域涉及到很多電磁相關內容，但電磁場與電磁波又過於偏向物理，推薦柏克萊http:// A.Li 教授的這本書：

還有一本叫【無線套用射頻與微波電路設計】，類似手冊，偏重工程，可以參考。有本書比較特殊叫The RF and microwave handbook，1000多頁大部頭，20年前的，就是個手冊，包含內容很廣，但不夠深入，通識型的講解。

物理和器件層面，我本科時候學的是劉恩科的【半導體物理】，學的雲裏霧裏。器件相關教科室叫【晶體管原理】不知道誰的書，記得是個影印書，學的也是雲裏霧裏。有本老外寫的半導體器件的書找不見了，等看到再補上，是個大牛，名字T開頭的，那本書關於MOS器件從實體層面解釋的很詳細。

咱們接觸較多MOS器件模型都是基於柏克萊的模型，根據平方律解釋說明，然後加亞微米效應進行修正，設計大線寬的模擬電路時候這個方法還很適用，但現在越來越多電路設計工作再亞閾值區，或者采用亞微米甚至納米級工藝，用這個模型誤差較大，各種修正不夠直觀，因此推薦一本講PSP模型的書，半導體物理好的容易上手，像我這種物理一塌糊塗的看的迷迷糊糊。